计算机组成原理
计算机组成原理
4万+ 人选课
更新日期:2025/05/26
开课时间2025/02/26 - 2025/06/30
课程周期18 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

《计算机组成原理》课程在计算机类专业的教学计划中占有重要地位和作用,是一门重要技术基础课。学习本课程旨在使学生掌握计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术,建立计算机系统的整体概念,对培养学生设计开发计算机系统的能力有重要作用。


通过本课程的学习,使学生了解计算机的发展历史和未来发展趋势,掌握数字逻辑设计的基本理论和技术,如数制、码制、逻辑代数、逻辑化简技术。掌握数字电路中的基本逻辑器件的基本工作原理和使用中应注意的各方面问题,掌握各种逻辑部件和逻辑单元的基本逻辑功能,初步掌握运用逻辑器件和逻辑部件实现简单的数字电子系统设计的能力。掌握计算机系统的基本知识,掌握计算机内部的各种信息编码、基本运算的操作原理、基本部件的构造和组织方式、部件和单元电路的设计方法,建立一个完整的整机概念,并深刻理解计算机各子系统之间的相互联系以及各自在计算机整机中的地位和作用。

课程大纲

第1周 从0到1

0.1 课程计划

0.2 课程研究范围

1.1 控制复杂性的艺术

1.2 数制系统

第一周测验题

第2周 二进制

1.3 信息表示

1.4 逻辑代数基础

1.5 数字抽象

1.6 功耗问题

第1单元测验

第二周测验题

第2-14周 实验教学

1-Logisim初尝试

2-Logisim库

3-Logisim子电路

4-实验教学设计

5-复杂问题简单化

6-组合逻辑电路设计

7-时序逻辑电路设计

8-ALU设计

9-乘法器设计

10-存储器扩展

第3周 组合逻辑设计

2.1 组合逻辑基础

2.2 布尔代数

2.3 用卡诺图化简逻辑

第三周测验题

第2单元测验

第4-5周 时序逻辑设计

3.1 具有记忆功能的电路

3.2 同步时序逻辑设计

3.3 时序逻辑电路的时序

3.4 并行

3.5 设计乘法器

第四周测验题

第五周测验题

第3单元 测验

第5-14周 硬件描述语言(选学)

4.1 HDL应用背景知识

4.2 HDL基础

4.3 深入HDL

4.4 HDL测试程序

第4单元 测验

第6周 常见数字模块

5.1 加法器

5.2 常见数字模块

5.3 单精度定点乘法器

5.4 单精度定点除法器

第六周测验题

第7周 复杂逻辑模块

5.5 浮点数

5.6 存储器

5.7 逻辑阵列

第5单元 测验

第七周测验题

第8-9周 体系结构

6.1 体系结构

6.2 存储器大小端问题

6.3 MIPS汇编语言

6.4 MIPS机器语言

6.5 使用MIPS汇编语言编程

6.6 MIPS寻址方式

6.7 生成可执行文件

第八周测验题

第6单元 测验

第九周测验题

第10-11周 微结构

7.1 性能分析

7.2 单周期处理器

7.3 多周期处理器

7.4 流水线处理器冲突问题

第7单元 测验

第十周测验题

第12-13周 存储器系统

8.1 多层次的储存体系结构

8.2 存储器系统性能分析

8.3 Cache

8.4 虚拟存储器

第8单元 测验